專利名稱：溫室環(huán)境監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種環(huán)境監(jiān)控裝置，尤其是一種使用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)控裝置，屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著溫室生產(chǎn)技術(shù)的普及與推廣，環(huán)境檢測與控制的技術(shù)與裝置也在不斷進(jìn)步與發(fā)展。從20世紀(jì)80年代，我國的設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展，目前溫室的推廣面積已經(jīng)達(dá)到200萬公頃以上，是世界上推廣溫室面積最多的國家。但是，絕大多數(shù)的溫室蔬菜生產(chǎn)普遍存在產(chǎn)量低、品質(zhì)差的問題，主要是因?yàn)闇厥以O(shè)施的環(huán)境調(diào)控及管理技術(shù)水平低，對(duì)各環(huán)境因子僅能實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)調(diào)控，實(shí)際操作多是生產(chǎn)者憑經(jīng)驗(yàn)和感覺而具有很大的不確定性。而現(xiàn)有的綜合性設(shè)備基本上都是專門為大型溫室群生產(chǎn)的，具有高價(jià)格和大型化的特點(diǎn)，很難直接應(yīng)用到我們普及推廣的日光溫室或其他大型溫室群中。一些專用的環(huán)境檢測裝置的性能雖然很高，但是因價(jià)格昂貴而難以負(fù)擔(dān)。而無論哪些環(huán)境檢測和控制設(shè)備，一般都在依靠實(shí)地工作站或固定存儲(chǔ)器下載數(shù)據(jù)，很多都未能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，在野外設(shè)置時(shí)也存在供電困難、可靠性差等問題，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)了各種環(huán)境要素的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，設(shè)備體積小，生產(chǎn)成本低，不需外接電源，可靠性高，便于在日光溫室或其他大型溫室群中使用推廣。
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，它包括殼體、頂罩、傳感器及中央處理模塊；所述的殼體為豎直的圓筒狀，其上部開口，下部筒徑較小并于側(cè)壁上開設(shè)有孔隙，該孔隙用作通氣孔，因此該孔隙為一個(gè)以上的孔或縫，并沿殼體圓周均勻分布；所述的殼體的上方設(shè)有頂罩，所述的頂罩主要為防雨及防止其它雜物落入殼體內(nèi)部；該頂罩與殼體上部的開口留有空隙，該空隙與殼體及殼體下部側(cè)壁上的孔隙形成一可供氣流通過的風(fēng)道。
所述的傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)靠近孔隙的上方，所述的殼體內(nèi)靠近上部開口處設(shè)置有中央處理模塊，該中央處理模塊內(nèi)包括模擬信號(hào)處理回路、模擬/數(shù)字信號(hào)變換中央處理器、檢測電路及網(wǎng)絡(luò)模塊等并實(shí)現(xiàn)芯片化，該中央處理模塊與傳感器電路連接。
所述的中央處理模塊中的元器件會(huì)發(fā)熱，因此設(shè)置在殼體內(nèi)靠近上部開口處有利于中央處理模塊的散熱，同時(shí)中央處理模塊的散熱會(huì)帶動(dòng)氣體向上方流動(dòng)并從頂罩與殼體上部開口間的空隙流出，而殼體外部的氣體會(huì)沿殼體下部側(cè)壁上的孔隙補(bǔ)充進(jìn)入殼體內(nèi)部，從而使殼體內(nèi)部形成自下而上的氣流。
所述的傳感器能夠?qū)⑼ㄟ^殼體下部側(cè)壁上的孔隙流入殼體的氣體的溫度、濕度及氣體含量等物理參數(shù)不受太陽輻射的影響迅速轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)街醒胩幚砟K；所述的中央處理模塊通過模擬信號(hào)處理回路、模擬/數(shù)字信號(hào)變換中央處理器及檢測電路等處理由傳感器傳來的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。
所述的頂罩上可以設(shè)有光照強(qiáng)度傳感器，該光照強(qiáng)度傳感器與中央處理模塊電路連接；所述的頂罩或下部殼體上還可以設(shè)有太陽能發(fā)電板，該太陽能發(fā)電板作為供電模塊與中央處理模塊及傳感器電路連接，使溫室環(huán)境檢測裝置不需外接電源即可自身發(fā)電運(yùn)行。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了各種環(huán)境要素的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，設(shè)備體積小，生產(chǎn)成本低，可不需外接電源，可靠性高，便于在日光溫室或其他大型溫室群中使用推廣。其應(yīng)用將大大加強(qiáng)對(duì)影響生產(chǎn)條件、農(nóng)業(yè)資源的氣象災(zāi)害和生物災(zāi)變的宏觀監(jiān)測與預(yù)測警報(bào)，有利于提高可控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精確性和穩(wěn)定性，從而有效地促進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化，為設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)高數(shù)倍或數(shù)十倍的經(jīng)濟(jì)效益。以該環(huán)境監(jiān)控裝置為基礎(chǔ)部件構(gòu)建大規(guī)模超分散檢測系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)環(huán)境災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)將會(huì)促進(jìn)我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的高效生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格與品質(zhì)在國際貿(mào)易中的領(lǐng)先地位，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)與社會(huì)效益有深遠(yuǎn)的影響。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步說明如圖1所示，為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，它包括殼體1、頂罩2、傳感器3、中央處理模塊4及電源模塊6；其殼體1為豎直的圓筒狀，由上至下分為筒徑逐漸減小的三段，其可以起到保護(hù)內(nèi)部器件，防水、隔熱及防止外部電磁信號(hào)干擾的作用；其上部開口，下部筒徑較小并于側(cè)壁上開設(shè)有孔隙11，該孔隙11用作通氣孔，因此該孔隙11為一個(gè)以上的孔或縫，并沿殼體1下部圓周均勻分布，該部分殼體1無孔隙11的部位被隔熱高反射材料層13覆蓋，以使孔隙11進(jìn)風(fēng)溫度不會(huì)受殼體1溫升的影響；頂罩2設(shè)置在殼體1的上方，頂罩2主要為防雨及防止其它雜物落入殼體1內(nèi)部；該頂罩2與殼體1上部的開口留有空隙12，該空隙12與殼體1及殼體下部側(cè)壁上的孔隙11形成一可供氣流A通過的風(fēng)道；殼體1下部較細(xì)端延長并固定于地面上，或插入土壤中，使本實(shí)用新型能夠穩(wěn)定固定于地表。
傳感器3設(shè)置在殼體1內(nèi)靠近孔隙11的上方，包括溫度傳感器、濕度傳感器及氣體含量傳感器；殼體1內(nèi)靠近上部開口處設(shè)置有中央處理模塊4，該中央處理模塊4內(nèi)包括模擬信號(hào)處理回路、模擬/數(shù)字信號(hào)變換中央處理器、檢測電路、外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制回路及由無線局域網(wǎng)回路、以太網(wǎng)集線器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器組成的網(wǎng)絡(luò)模塊5等，并實(shí)現(xiàn)芯片化；該中央處理模塊4還帶有16個(gè)檢測通道和2～4個(gè)控制通道，以利用以太網(wǎng)接口和其他設(shè)備進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)模塊化，把網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器嵌入中央處理器中實(shí)現(xiàn)可數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸；該中央處理模塊4與傳感器3電路連接；網(wǎng)絡(luò)模塊5內(nèi)設(shè)有無線局域網(wǎng)回路、以太網(wǎng)集線器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、串行通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口及無線網(wǎng)絡(luò)接口；為了降低制造成本、減小電路板尺寸及有利于裝置內(nèi)的散熱，網(wǎng)絡(luò)模塊5也可以設(shè)置在殼體1內(nèi)的中央處理模塊4的下部。電源模塊6設(shè)置在殼體1內(nèi)中央處理模塊4及網(wǎng)絡(luò)模塊5附件為其供電。
中央處理模塊4中的元器件會(huì)發(fā)熱，因此設(shè)置在殼體1內(nèi)靠近上部開口處有利于中央處理模塊4的散熱，同時(shí)中央處理模塊4的散熱會(huì)帶動(dòng)氣體向上方流動(dòng)并從頂罩2與殼體1上部開口間的空隙12流出，而殼體1外部的氣體會(huì)沿殼體1下部側(cè)壁上的孔隙11補(bǔ)充進(jìn)入殼體1內(nèi)部，從而使殼體1內(nèi)部形成自下而上的氣流A；在殼體1內(nèi)傳感器3的上方還設(shè)置有風(fēng)機(jī)7，該風(fēng)機(jī)7使殼體1內(nèi)的氣流A流動(dòng)更加順暢并有利于中央處理模塊4的散熱。
傳感器3能夠?qū)⑼ㄟ^殼體1下部側(cè)壁上的孔隙11流入殼體1的氣體的溫度、濕度及氣體含量等物理參數(shù)不受太陽輻射的影響迅速轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)街醒胩幚砟K4；中央處理模塊4同時(shí)通過其16個(gè)檢測通道接收裝置外部安裝的傳感器(如光照強(qiáng)度傳感器及氣流速度傳感器等)傳來的檢測信號(hào)，并且通過模擬信號(hào)處理回路、模擬/數(shù)字信號(hào)變換中央處理器及檢測電路等處理由傳感器3傳來的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)模塊5傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。
頂罩2上還設(shè)有光照強(qiáng)度傳感器21，該光照強(qiáng)度傳感器21與中央處理模塊4電路連接，將感應(yīng)的太陽光強(qiáng)度信息傳至中央處理模塊4；頂罩2上設(shè)有太陽能發(fā)電板22通過電源模塊6與中央處理模塊4及傳感器3電路連接，使溫室環(huán)境檢測裝置不需外接電源即可自身發(fā)電運(yùn)行；并且光照強(qiáng)度傳感器21與太陽能發(fā)電板22可以是同一個(gè)光照模塊，既可使其作為光照強(qiáng)度傳感器使用，也可作為供電模塊。
殼體1外孔隙11的下面還架設(shè)有多組太陽能電池板9，其按照上下順序排列為多層，每層太陽能電池板9可以是一片或一片以上的多種組合，并可以朝陽光的方向作一定角度的傾斜；各層太陽能電池板9之間可以按平行或交錯(cuò)或其它方式組合排列，以得到較大的光照面積，吸收較多的太陽光能量。太陽能電池板9連接有一個(gè)蓄電池組10，通過蓄電池組10給本裝置提供電能，或與頂罩2表面的太陽能發(fā)電板22組合為本裝置提供電能。
殼體1中部外側(cè)靠近兩端分界處設(shè)有LED照明裝置8，其可以使用超高輝度發(fā)光二極管，使溫室環(huán)境檢測裝置同時(shí)可以作為照明設(shè)備使用。
溫室環(huán)境監(jiān)控裝置之間通過無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無線連接與無線數(shù)據(jù)傳輸，還可利用光電繼電器遠(yuǎn)程操縱加溫器、換氣扇等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對(duì)連接到本實(shí)用新型的數(shù)碼相機(jī)或網(wǎng)絡(luò)相機(jī)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和圖像處理以得到需要的有用圖像信息。該設(shè)備的接口軟件將按照一定的時(shí)間間隔自動(dòng)記錄和處理實(shí)時(shí)圖像與數(shù)據(jù)并構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，使各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和圖像應(yīng)用到其他植物生長模型預(yù)測和病蟲害診斷等應(yīng)用模型中。
本實(shí)用新型把需要的各種環(huán)境傳感儀、網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼相機(jī)、超高輝度LED照明、模擬信號(hào)處理回路、外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制回路、A/D變換CPU、無線局域網(wǎng)、以太網(wǎng)集線器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等組合成一個(gè)模塊，各部件之間通過以太網(wǎng)連接，再通過無線局域網(wǎng)連接到其他無線設(shè)備或工作站對(duì)其檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)傳輸。同時(shí)，可以遠(yuǎn)程操縱通風(fēng)、降溫、灌溉等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，數(shù)碼相機(jī)也可遠(yuǎn)程操縱和圖像處理以得到需要的植物生體有用信息。所有檢測數(shù)據(jù)可直接連接到通用數(shù)據(jù)庫或應(yīng)用程序，用于環(huán)境控制、生長狀況監(jiān)控、植物品質(zhì)檢測、生產(chǎn)管理、病蟲害診斷、城市和偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)或庭園照明或景觀美化等實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，它包括殼體及傳感器，其特征在于所述的殼體為豎直的圓筒狀，其上部開口，下部筒徑較小并于側(cè)壁上開設(shè)有孔隙；所述的殼體的上方設(shè)有頂罩，該頂罩與殼體上部的開口留有空隙，該空隙與殼體及殼體下部側(cè)壁上的孔隙形成一可供氣流通過的風(fēng)道；所述的傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)靠近孔隙的上方，所述的殼體內(nèi)靠近上部開口處設(shè)置有中央處理模塊，該中央處理模塊與所述的傳感器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的傳感器與中央處理模塊之間設(shè)有風(fēng)機(jī)，所述的風(fēng)機(jī)為風(fēng)扇或軸流風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的孔隙為一個(gè)以上的孔或縫，所述的孔或縫沿殼體圓周均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的孔隙周圍部分殼體無孔隙的部位覆蓋斷熱高反射材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的傳感器為溫度傳感器或濕度傳感器或氣體含量傳感器之一或其任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的頂罩上表面或殼體外表面設(shè)有光照強(qiáng)度傳感器，該光照強(qiáng)度傳感器與中央處理模塊電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的頂罩上表面或殼體外表面設(shè)有太陽能發(fā)電板，該太陽能發(fā)電板通過所述的供電模塊與中央處理模塊及傳感器電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的殼體中部外側(cè)設(shè)有LED照明裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫室環(huán)境監(jiān)控裝置，它包括殼體、頂罩、傳感器及中央處理模塊；其殼體為豎直的圓筒狀，其上部開口，下部筒徑較小并于側(cè)壁上開設(shè)有孔隙；殼體的上方設(shè)有頂罩，該頂罩與殼體上部的開口留有空隙，該空隙與殼體及殼體下部側(cè)壁上的孔隙形成一可供氣流通過的風(fēng)道；傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)靠近空隙的上方，殼體內(nèi)靠近上部開口處設(shè)置有中央處理模塊，該中央處理模塊與傳感器電路連接，并設(shè)置有與外部設(shè)備聯(lián)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模塊。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了各種環(huán)境要素的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，設(shè)備體積小，生產(chǎn)成本低，不需外接電源，可靠性高，便于在日光溫室或其他大型溫室群中使用推廣。
文檔編號(hào)H04R1/02GK2751534SQ20042009347
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月7日
發(fā)明者賀冬仙, 楊珀, 賀秋仙 申請(qǐng)人:賀冬仙, 楊珀, 賀秋仙